高中化學(xué)選修1資料：4-1-1 原電池的工作原理 練習(xí)（解析版）

4.1.1原電池的工作原理練習(xí)（解析版）1．下面幾種情況，能夠形成原電池的是()【答案】C【解析】A中兩電極都是Fe，活動(dòng)性相同，不能形成原電池，錯(cuò)誤；B中Zn電極沒(méi)有深入到電解質(zhì)溶液中，斷路，不能形成原電池，錯(cuò)誤；C中具備原電池形成的條件，可形成Zn、Fe原電池，正確；D中燒杯中盛放的是酒精，不是電解質(zhì)溶液，不能形成原電池，錯(cuò)誤。2．對(duì)于原電池的電極名稱，下列敘述有錯(cuò)誤的是()A．發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極 B．正極為電子流入的一極C．比較不活潑的金屬為負(fù)極 D．電流的方向由正極到負(fù)極【答案】C【解析】在原電池中，相對(duì)活潑的金屬為負(fù)極，不活潑的金屬或?qū)щ姺墙饘贋檎龢O；發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的電極為正極；原電池工作時(shí)，其外電路中電子流出的一極為負(fù)極，電子流入的一極為正極，電流的方向與電子流動(dòng)的方向相反。3．根據(jù)Zn＋2H＋==Zn2＋＋H2↑的反應(yīng)原理設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，當(dāng)鋅為負(fù)極時(shí)，正極可以選用的金屬材料是()A．鎂 B．石墨 C．鋁 D．鉛【答案】D【解析】選用金屬活潑性比鋅弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬材料作正極，D項(xiàng)符合題意。4．如圖所示，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極質(zhì)量減少，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．B極為原電池的正極B．A、B、C可能分別為鋅、銅、稀鹽酸C．C中陽(yáng)離子向A極移動(dòng)D．A極發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】C【解析】電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，該裝置為原電池；質(zhì)量減少的A極為負(fù)極，有氣泡產(chǎn)生的B極為正極；電解質(zhì)溶液中含有氫離子；原電池工作時(shí)負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。5．下圖為銅鋅原電池示意圖，下列說(shuō)法正確的是()A．鋅片逐漸溶解 B．燒杯中溶液逐漸呈藍(lán)色C．電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片 D．鋅為正極，銅為負(fù)極【答案】A【解析】在銅鋅原電池中，鋅的活動(dòng)性大于銅，鋅為負(fù)極、銅為正極。負(fù)極鋅失去電子不斷溶解，在外電路中電子由鋅電極流向銅電極；溶液中的氫離子，在正極銅表面得到電子被還原，有氫氣產(chǎn)生，銅電極保持不變，溶液中不存在銅離子，不能使溶液成藍(lán)色。6．如圖所示是鋅和銅形成的原電池，某實(shí)驗(yàn)興趣小組做完實(shí)驗(yàn)后，在讀書卡上的記錄如下，則卡片上的描述合理的是()實(shí)驗(yàn)后的記錄：①銅為負(fù)極，鋅為正極②銅極上有氣泡產(chǎn)生，發(fā)生還原反應(yīng)③硫酸根離子向銅極移動(dòng)④若有0.5mol電子流經(jīng)導(dǎo)線，則可產(chǎn)生0.25mol氣體⑤電子的流向是：銅→鋅⑥正極反應(yīng)式：Cu＋2e－==Cu2＋，發(fā)生氧化反應(yīng)A．①②③ B．②④ C．②④⑥ D．③④⑤【答案】B【解析】在銅鋅原電池中，溶液中陰離子(硫酸根離子)移向負(fù)極(電極鋅)，陽(yáng)離子(氫離子)移向正極(電極銅)；負(fù)極鋅失去電子，Zn－2e－==Zn2＋，發(fā)生氧化反應(yīng)；溶液中氫離子在正極銅上得到電子，2H＋＋2e－==H2↑，發(fā)生還原反應(yīng)，當(dāng)有0.5mol電子流經(jīng)導(dǎo)線時(shí)，則有0.25mol氫氣生成。7．有關(guān)如下圖所示原電池的敘述，正確的是(鹽橋中裝有含KCl飽和溶液的瓊脂)()A．反應(yīng)中，鹽橋中的K＋會(huì)移向CuSO4溶液B．取出鹽橋后，電流計(jì)依然發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．銅片上有氣泡逸出D．反應(yīng)前后銅片質(zhì)量不改變【答案】A【解析】原電池負(fù)極Zn－2e－==Zn2＋，正極Cu2＋＋2e－==Cu，正極周圍陽(yáng)離子減少，鹽橋中陽(yáng)離子補(bǔ)充移向正極，A正確。取出鹽橋不能形成閉合回路，構(gòu)不成原電池，電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)，B錯(cuò)誤。Cu片為正極，有Cu析出，C、D錯(cuò)誤。8．銅鋅原電池工作時(shí)，下列敘述不正確的是()A．負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－==Zn2＋B．電池反應(yīng)為Zn＋Cu2＋==Zn2＋＋CuC．在外電路中，電子從銅電極流向鋅電極D．鹽橋中的K＋移向CuSO4溶液【答案】C【解析】金屬活動(dòng)性Zn>Cu，Zn作為負(fù)極，失去電子，Zn－2e－==Zn2＋，電子經(jīng)外電路流向銅電極，C錯(cuò)誤。因Zn失電子生成Zn2＋，為使ZnSO4溶液保持電中性，鹽橋中的Cl－移向ZnSO4溶液；正極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－==Cu，溶液中銅離子減小，為使CuSO4溶液保持電中性，鹽橋中的K＋移向CuSO4溶液，A、B、D正確。9．硝酸汞和碘化鉀溶液混合后會(huì)生成紅色的碘化汞沉淀，為了探究硝酸汞和碘化鉀溶液之間能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)，研究人員設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置，結(jié)果電流計(jì)指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，下列分析正確的是()A．如圖裝置的電流方向是從C1到C2B．C1是負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)是2I－－2e－==I2C．K＋向C1電極流動(dòng)D．裝置發(fā)生的總反應(yīng)是Hg2＋＋2I－==HgI2↓【答案】B【解析】電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有電流形成，形成原電池反應(yīng)，碘離子具有還原性，C1作負(fù)極，電極反應(yīng)為2I－－2e－==I2，B正確；C2作正極，溶液中汞離子得電子，Hg2＋＋2e－==Hg，發(fā)生還原反應(yīng)，電流方向是從正極(C2)流向負(fù)極(C1)，A錯(cuò)誤；為保持硝酸汞溶液電荷守恒，鹽橋中陽(yáng)離子移向硝酸汞溶液(C2電極)，C錯(cuò)誤；原電池反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，D中反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。10．如圖所示，X為單質(zhì)硅，Y為金屬鐵，a為NaOH溶液，組裝成一個(gè)原電池，下列說(shuō)法正確的是()A．X為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Si－4e－==Si4＋B．X為正極，電極反應(yīng)式為4H2O＋4e－==4OH－＋2H2↑C．X為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Si＋6OH－－4e－==SiO32-＋3H2OD．Y為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－==Fe2＋【答案】C【解析】由硅、鐵、NaOH溶液組成原電池時(shí)，存在反應(yīng)為Si＋2NaOH＋H2O==Na2SiO3＋2H2↑，所以Si為負(fù)極：Si－4e－＋6OH－==SiO32-＋3H2O；鐵為正極：4H2O＋4e－==4OH－＋2H2↑，C正確。11．銀器的保護(hù)主要是維持它的原貌。對(duì)于輕微腐蝕蒙有硫化銀的銀器，可將其和鋁片一起接觸浸泡在稀NaOH溶液中，經(jīng)一定時(shí)間后污跡消失，取出后用水洗干凈，再用軟布或棉團(tuán)擦光。下列有關(guān)敘述中不正確的是()A．溶液中的OH－向負(fù)極移動(dòng)B．在銀表面上的反應(yīng)為Ag2S＋2e－==2Ag＋S2－C．在鋁表面上的反應(yīng)為Al－3e－==Al3＋D．在鋁表面的反應(yīng)為Al＋4OH－－3e－==AlO2－＋2H2O【答案】C【解析】金屬鋁、硫化銀和NaOH溶液構(gòu)成了原電池，金屬鋁、硫化銀分別充當(dāng)了負(fù)極和正極，電極反應(yīng)分別是在銀表面上：Ag2S＋2e－==2Ag＋S2－，在鋁表面：Al－3e－==Al3＋，在堿性條件下，Al3＋又會(huì)與過(guò)量的OH－反應(yīng)生成AlO，所以在鋁表面的實(shí)際反應(yīng)為Al＋4OH－－3e－==AlO2－＋2H2O，溶液中的OH－向負(fù)極移動(dòng)，A、B、D均正確。12．根據(jù)下圖可判斷出下列離子方程式中錯(cuò)誤的是()A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)==2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)==Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)==2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)==2Ag(s)＋Co2＋(aq)【答案】A【解析】由圖中“＋”“－”標(biāo)志可知，左側(cè)原電池的負(fù)極反應(yīng)：Cd－2e－==Cd2＋，正極反應(yīng)Co2＋＋2e－==Co，金屬性Cd>Co；右側(cè)原電池負(fù)極反應(yīng)：Co－2e－==Co2＋，正極反應(yīng)：Ag＋＋e－==Ag，金屬性Co>Ag；綜合可得金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)镃d>Co>Ag，氧化還原反應(yīng)中金屬性強(qiáng)的金屬能置換出金屬性弱的金屬，A不能發(fā)生，錯(cuò)誤。13．①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①；①③相連時(shí)，③為正極；②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序是()A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④【答案】B【解析】①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①，說(shuō)明①為負(fù)極；①③相連時(shí)，①為負(fù)極；②④相連時(shí)，②上有氣泡，說(shuō)明④為負(fù)極；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少，說(shuō)明③為負(fù)極。原電池中，負(fù)極金屬的活動(dòng)性一般強(qiáng)于正極金屬的活動(dòng)性，綜上可知金屬活動(dòng)性順序是①③④②，B正確。14．下列四種金屬制品的鍍層損壞后，金屬腐蝕速率最快的是()A．鍍鋁塑扣 B．食品罐頭盒(鍍錫)C．白鐵水桶(鍍鋅) D．鍍銀銅質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆敬鸢浮緽【解析】這些金屬腐蝕本質(zhì)都是發(fā)生原電池反應(yīng)，金屬活潑性：Al>Zn>Fe>Sn>Cu>Ag，活潑性強(qiáng)的作為負(fù)極，在反應(yīng)中失電子被氧化，A中塑料不被腐蝕；B中鐵為負(fù)極，加速腐蝕；C中Fe為正極，被保護(hù)；D中Cu雖然為負(fù)極，但銅活潑性不如鐵，腐蝕速率比鐵慢。15．根據(jù)原電池的有關(guān)知識(shí)，下列反應(yīng)不能用于設(shè)計(jì)成原電池的是()A．2H2＋O2==2H2OB．2CH3OH＋3O2==2CO2＋4H2OC．Zn＋2HCl==ZnCl2＋H2↑D．NaOH＋HCl==NaCl＋H2O【答案】D【解析】原電池實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化，因而反應(yīng)必須是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，D是非氧化還原反應(yīng)，不可以用于原電池反應(yīng)。16．（雙選）某電池的總反應(yīng)離子方程式為2Fe3＋＋Fe==3Fe2＋，不能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是()正極負(fù)極電解質(zhì)溶液的溶質(zhì)ACuFeFeCl3BCFeFe(NO3)3CFeZnFe2(SO4)3DAgFeCuSO4【答案】CD【解析】依據(jù)反應(yīng)2Fe3＋＋Fe==3Fe2＋。Fe發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，作負(fù)極，用比Fe活動(dòng)性弱的金屬或非金屬導(dǎo)體(如Cu、Ag、C等)作正極，用含F(xiàn)e3＋的溶液作電解質(zhì)溶液。A、B可以，C、D不可以實(shí)現(xiàn)。17．如圖是一個(gè)原電池裝置，請(qǐng)按要求填空。(1)正極材料是________，負(fù)極材料是________。(2)電子的流向是由________(填“Fe”或“Cu”，不同)極經(jīng)外電路流向________極。(3)寫出電極反應(yīng)式：負(fù)極___________________________________________，正極______________________________________________________________。(4)該原電池中發(fā)生的總反應(yīng)離子方程式為_(kāi)_____________________________?！敬鸢浮?1)Cu；Fe；(2)Fe；Cu；(3)Fe－2e－==Fe2＋；Cu2＋＋2e－==Cu；(4)Fe＋Cu2＋==Fe2＋＋Cu【解析】金屬活動(dòng)性Fe>Cu，裝置中存在反應(yīng)為Fe＋Cu2＋==Fe2＋＋Cu，F(xiàn)e為負(fù)極，失電子，發(fā)生反應(yīng)Fe－2e－==Fe2＋；Cu為正極，發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋2e－==Cu；電子由鐵電極流出經(jīng)外電路流向銅電極。18．由鋅片、銅片和200mL稀H2SO4組成的原電池如圖所示。(1)原電池的負(fù)極反應(yīng)是_____________________________________________，正極反應(yīng)是________________________________________________________。(2)電流的方向是____________________________________________________。(3)一段時(shí)間后，當(dāng)在銅片上放出1.68L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí)，H2SO4恰好消耗一半。則產(chǎn)生這些氣體的同時(shí)，共消耗________g鋅，有________個(gè)電子通過(guò)了導(dǎo)線，原硫酸的物質(zhì)的量濃度是____________(設(shè)溶液體積不變)?！敬鸢浮?1)Zn－2e－==Zn2＋；2H＋＋2e－==H2↑；(2)由Cu極經(jīng)導(dǎo)線流向Zn極(3)4.875；9.03×1022；0.75mol·L－1?！窘馕觥慨a(chǎn)生0.075molH2，通過(guò)0.075mol×2＝0.15mol電子，消耗0.075molZn和0.075molH2SO4。所以m(Zn)＝0.075mol×65g·mol－1＝4.875g，N(e－)＝0.15mol×6.02×1023mol－1＝9.03×1022，c(H2SO4)＝＝0.75mol·L－1。19．某興趣小組為了提高電池的效率，設(shè)計(jì)了如下圖所示的原電池。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)若X是AlCl3溶液，Y是稀硫酸，請(qǐng)你寫出電極名稱及電極反應(yīng)：Al片()___________________________________________________________，Cu片()__________________________________________________________。(2)若X是濃硝酸，Y是NaCl溶液，請(qǐng)你寫出電極名稱及電極反應(yīng)：Al片()___________________________________________________________，Cu片()________________________________